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预紧力作用下塑料螺纹连接件的应力分析
学兔兔 第 10卷第 1期 中 国 工 程 机 械 学 报 Vo1.10No.1 2012年 3月 CHINESEJOURNALOFCONSTRUCT10NMAlCHINERY Mar.2012 预紧力作用下塑料螺纹连接件的应力分析 胡友安,牛文宣 (1.河海大学 机电工程学院,江苏 常州 213022) 摘要 :基于大型有限元分析软件ANSYS,采用非线性的接触分析,对两种塑料螺纹连接件在预紧后的力学性能 进行了分析研究.分析结果表明,改进后的螺纹连接件的应力明显降低,其应力分布均匀 ,建议将改进后的螺纹 连接件结构应用于实际工程中. 关键词:有限元 ;接触分析 ;塑料螺纹连接件;预紧力;应力 中图分类号:TH114 文献标识码:A 文章编号:1672—5581(2012)01—0081—05 Stressanalysison plasticthread connectionsagainstpretighteningforces HU You.an ,NIU Wen.xuan (1.SchoolofMechatronicEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022,China) Abstract:Basedon thelargefiniteelementanalysissoftware,i.e.ANSYSMT ,andthenonlinearcontact analysis,thepretighteningdynamicalpropertiesoftwoplasticthreadconnectionsarestudied.From the analysisresults,itisfound,thatthestressofimprovedthreadconnection,whichisrecommendedforappli— cations,issignificantlyreducedwithevendistribution. Keywords~finiteelementanalysis~contactanalysis;plasticthreadocnnection;pretighteningforce;stress 由于塑料抗腐蚀能力强、制造成本低、良好的绝缘性以及容易被塑制成不同形状等性能特点,在工程领域中 的得到了广泛的应用[1].大多数塑料是脆l生材料,脆陛材料在外力作用下仅产生很小的变形就会发生断裂破坏. 因此,塑料零件很容易由于结构不合理以及不当的受力而导致零件断裂,造成结构整体失效.所以,对于重要的 零件,要分析塑料零件的应力状态,以确保塑料零件的正常工作. 图1为一塑料螺纹连接件的零件图.螺母是PC(聚碳酸酯)材料,螺柱是PP0(聚苯醚)材料,均为脆性材料. 电缆密封圈随着螺母的拧紧而变形,起到密封防水的作用,其材料为n)E(1,1.2.2一四苯乙烯). 图2为螺纹连接件的安装图,图2a为预拧紧初始状态,各个零件间刚好接触.图2b为螺纹连接件拧紧状 态,螺母预紧力矩为2.6N ·m,各零件预紧到达预定位置,电缆密封圈变形. 1.螺柱;2.电缆密封圈;3.电缆固定环;4.螺母;5.电缆 a预拧紧初始状态 b拧紧状态 图1 塑料螺纹连接件零件图(单位;mln) 图2 螺纹连接件安装示意图(单位:mm) Fig.1 Detaildrawingofplasticthreaded Fig.2 Installationinstructionofthread de
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